医学仪器原理1 PPT课件

条件：
输入的脉冲幅度大于预定的电压（阈值）
作用：
鉴别粒子能量是否大于阈值
5、 脉冲幅度分析器 构成：
两个电压幅度比较器
输入：
各种幅度的脉冲信号
输出：
恒定幅度的脉冲信号
条件：
输入脉冲幅度在下阈值和上阈值之间
作用：
分析粒子能量是否在能量窗内
上阈
电压
下阈
A
B
C
输入信号
输出信号 下阈 计 数 率
上阈
电压或能量
探测器
铅
铅
活度相对比较
准直器+固体闪烁探测 半影区 器+脉冲幅度分析器...衰减的影响
射线散射的影响
计数率特性
• 体内测量例1：甲状腺摄131I功能试验
• 患者空腹口服131I溶液2~10μCi，服后继续禁食1小时；于口服131I溶 液后4、6、24小时用γ射线探测仪测定甲状腺部位放射性计数。同 时需取与病人等量的131I配制标准源，并测定室内放射性本底计数。 按以下公式计算摄131I率，描绘吸碘功能曲线
液体闪烁计数器 医用核素活度计 比较
样品
晶体 光电倍增管 井型闪烁探测器
• 体外样品测量（2）
• 活度相对比较，如RIA • 井型闪烁探测器+脉冲幅
度分析器+...（ +自动换 样机构）
• 探测效率高
• 晶体、核素
• 注意事项
• 样品体积和位置 • 样品活度（？）
3、体内测量（in vivo）
• 基本要求 – 探测效率高 – 稳定性好 – 易于操作
• 可变因素 – 光电倍增管的供电高压 – 放大器的放大倍数 – 脉冲幅度鉴别器的阈值 – 脉冲幅度分析器的阈值和道宽

Scanner 机械移动配合逐点打印方式记录 γCamera 一次获得平面静态或动态影像 ECT：Emission computed tomography 发射式计算机断层
•核医学探测仪器
•9
(NuclearMedicineInstrumentation)
Scanner
逐行扫描、探测、 打印记录放射性 信号
•核医学探测仪器
•10
(NuclearMedicineInstrumentation)
Gamma Scintillation Camera
The main instrument for nuclear medicine imaging is the
large field of gamma camera. First developed in 1956 by
Hal Anger this device has become the main imaging tool of
nuclear medicine.
•11
•核医学探测仪器 (NuclearMedicineInstrumentation)
Tomography device
ECT：Emission computed tomography 发射式计算机断层
CT-PET
可配备16排螺旋CT－图像融合
•核医学探测仪器
•20
(NuclearMedicineInstrumentation)
GANTRY RING
可达32环探测器，上万个探测器
•核医学探测仪器
•21
(NuclearMedicineInstrumentation)
PET Brain Metabolism Imaging

10、 光通信：光通信用的激光器差不多全部是半导 体激光器，只有少量的CATV系统采用1310纳米或 1550纳米LD泵浦固体激光器。通信用的激光器主要有 两类：光纤放大器用的泵浦光源和发射机用的信号光 源。1998年，全部激光器在通信领域的销售额高达14 亿美元. 11、 条码扫描：条形码扫描器主要采用半导体激光 器，只有一些老的系统还在使用 He-Ne激光器（大约 30000只/年）。 12、 正在出现的新应用：该领域包括航空、军事、区 域网、计算机应用等。航空和军事又包括商用导航、 军事演习系统、测距仪、卫星和激光冷却等。区域网 包括计算机区域互连网。
医学资料 3
5、 成像记录：成像记录包括商业印刷系统、医用 成像仪器、台式计算机用的打印机、传真机、复印机 等。 6、 遥感应用：遥感应用包括大气化学元素浓度、 空气流动、森林植被调查等的激光测量系统。此外， 还包括采用半导体激光器的自动防撞系统。 7、 检查、测量和控制：这一领域的激光应用在整 个激光应用中所占的份额很小，约为1%，但包含的内 容较多，如用于建筑业和农业的准直激光系统，用于 非破坏测量或机器视觉中激光器。 8、 娱乐：该领域包括激光娱乐、激光束显示、激 光指示器、全息显示。 9、 光存储：用于光存储的激光器大部分是半导体 4 医学资料 激光器。
医学资料 22
激光医疗设备及其应用机理
不同类型的激光治疗范围不同 下面例举几种激光应用:
医学资料
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宝石激光 系波长6943的单色红光，脉冲 式输出（焦尔级）或连续式输 出（毫瓦级），主要用于治疗 眼科疾病。
医学资料
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氮分子激光
系波长3371的单色长波紫外光，脉冲输出，功 率0.1～2.0毫焦耳，可用于治疗较表浅的局限 的化脓性炎症，感染创面、头癣、手、足癣、 湿疹、神经性皮炎、皮肤皲裂、结节性痒疹、 白癜风、外耳道疖肿、扁桃腺炎等；也可用做 穴位照射，治疗气管炎、支气管哮喘、神经衰 弱等内科和神经科的病症；此外，氮分子激光 还可做为荧光检查的光源，诊断早期肿瘤。

阴道检查
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宫• 腔镜诊断 ： 异常子宫出血 性检查的适应症
1 宫内器质性病变：息肉、肌瘤、内膜癌、
妊娠组织残留。
2 功能性子宫出血：子宫内膜增生过长。
•
： 不 孕 症 或 习 惯 性 流 产
1 发现不孕原因：宫腔粘连、息肉、肌瘤、
内膜结核、胎骨残留。
2 发现习惯性流产的原因：子宫肌瘤、
操作简便、安全。
• 缺点：术中产生第气17泡页/共和79页出血，影响观察。
Lindermann研究C02安全性
1、55例镜检者(手术开始至术后20’)测血PH、 PC02、心电图无改变。
2．C02灌注犬股静脉，中毒阈400ml／min， 致死 400-1000ml／min，尸检未见气栓， 死因为注气过大 过速所致酸中毒。
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宫腔镜的三种类型
一、 全景宫腔镜(Panoramic hysteroscope) 可观察子宫腔全景。分二型：
(一)直型(硬性)宫腔镜，供检查或手术用 (二)可弯型(软性)宫腔镜，供检查用 二、 接触性宫腔镜(Contact hysteroseope)
直接接触宫腔表面进行观察 三、 显微宫腔镜(Micro hysteroscope)
2 • 镜体的管径有两种 : .7mm和4mm。
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内窥镜透镜系列
光学角度
图44 柱状透镜组系统
1和5光导玻璃纤维束；2 物镜组； 3和4，柱状透镜组和反镜系统；6目镜
图4.3 经典的和霍普金斯的 内窥镜系统。经典系统透镜 的宽度小于内窥镜的长度； 霍普金斯内窥镜长度大，占 内窥镜的大部分。
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? 利用机械能的设备 ：呼吸机 、输液泵 、体外反搏和主动脉内气
囊反搏
? 其他治疗设备 ：高压氧舱 、低温麻醉设备、冷冻刀等 、远红外 理疗设备及电化学治疗设备 、麻醉机
第二十三页，共27页。
辅助(fǔzhù)仪器设备
? 一部分与医疗有关(yǒuguān)的仪器既不直接 作疾病(jíbìng)诊断，也不直接用于疾病(jíb 这些是医学辅助设备。
? 医疗(yīliáo)仪器是生物医学工程研究成果的
体。 ? 生物医学工程研究的成果是现代医疗仪
器设计和开发的核心和基础。
第九页，共27页。
第十页，共27页。
二、什么是医疗(yīliáo)仪器
第十一页，共27页。
医疗器械定义(dìngyì)：
? 指单独(dāndú)或者组合使用于人体的仪器、设备、器分类有助于了解不同科室对医疗仪 器和工程技术的需求，但很多设备各个
科都使用，会有很多重复。
第十九页，共27页。
按物理原理(yuánlǐ)分类
? 医用电子仪器 ? 医用光学仪器 ? 医用放射(fàngshè)仪器
? 医用核物理仪器(yíqì)
? 现代医疗仪器是声、光、电、机械一体
医疗仪器(yíqì)原理
第一页，共27页。
教材内容
? 第一章：总论(zǒnɡ lùn) ? 第二章：生物电测量(cèliáng)设备
? 第三章：监护仪 ? 第四章：临床(lín chuánɡ)检验设备 ? 第五 ~八章：医学成像设备 ? 第九章：用于人体功能替代的设备 ? 第十 ~十一章：治疗设备 ? 第十二章：其他设备
第十二页，共27页。
医疗仪器(yíqì)的特点
现代医疗(yīliáo)仪器通常都是集电子、机

测量技术与医学的交叉融合
医学影像技术
将测量技术与医学影像技术相结合，实现疾病的早期发现、诊断和治疗。例如，医学影像导航技术能够提高手术的精准度和安全性。
生理监测技术
将测量技术与生理监测技术相结合，实现对人体生理参数的实时监测和预警。例如，可穿戴设备能够实时监测人体的心率、血压等生理参数。
利用人工智能技术对生物医学信号进行分析和处理，提高测量精度和效率。例如，深度学习算法能够自动识别和分析医学影像，辅助医生进行疾病诊断。
心血管疾病的监测与诊断
利用心电图、超声心动图等仪器，对心血管疾病进行早期监测和诊断。
生物医学测量与仪器在临床实践中的应用研究
THANKS
感谢您的观看。
尿酸仪
电解质分析仪
生化分析仪
01
02
04
03
用于检测肝功能、肾功能、血脂等生化指标。
用于快速测量血糖水平，辅助诊断糖尿病等疾病。
用于检测血液中钾、钠、钙等电解质浓度。
生化信号测量仪器
X光机
用于拍摄X光片，辅助诊断骨折、肺部疾病等。
CT扫描仪
利用X射线和计算机技术生成人体内部结构的三维图像。
MRI扫描仪
核医学成像技术
通过测量生物体内的电生理信号，如心电图、脑电图和肌电图等，对生理功能进行监测和诊断。
生物电测量技术
新型生物医学测量技术的实验研究
微纳加工技术
利用微纳加工技术，制造出小型化、集成化的生物医学仪器，提高检测的灵敏度和便携性。
无线传感器技术
将传感器与无线通信技术结合，实现对生理参数的实时监测和远程传输。
测量误差与数据处理
02
CHAPTER
生物医学常用测量仪器
用于测量人体血压，是评估心血管健康的重要工具。

四．生物医学信息的多变性
各种生物体都是在内环境与外环境相 适应的条件下，维持其新陈代谢和生命。 为适应各种外环境的变化和差异，生物体 内各种系统，包括一个细胞、器官、功能 系统乃至整体，它们的功能活动都在不停 地变化着，调整着，以在内外环境间保持 动态平衡。此外，遗传因素也造成生物体 各种功能、状态的个体差异。这些因素使 被测量的生物医学信息往往具有多变性。
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
ISO关于医疗器械定义的意义:
此定义阐明了医疗器械的使用对象、使 用方法、功能产品形态，和具有相同功能和 用途的另一产品群——药品作了区别界定。
此定义目前已被各国广泛地等同使用在 医疗器械法规中，可把此定义理解为法规调 整意义上的医疗器械定义域。
中国现行的医疗器械行政规章及技术标 准均等同采用了此定义。
医疗器械的发展动态
中国医疗器械行业在世界市场所占份额 及发展历程
中国有13 亿人口，31 万个医疗卫生机构， 医疗器械有广阔的市场。中国是全球医疗器械十 大新兴市场之一，已成为除日本以外亚洲最大的 市场。2001 年，中国医疗器械市场容量达527 亿元，年均增长率15%。 但是，中国医疗器械 在世界市场中的份额依然很低，仍有很大增长空 间。
我国对医疗器械的分类
按照我国现行规定，境内生产的医疗器械 第一二类由省级药品监督管理部门负责审批。 第三类医疗器械由国务院药品监督管理部门负 责审批。其中，第一类产品可以直接获得准产 注册；第二、三类产品需要经过临床试验和准 产注册阶段。部分医疗器械品种需要同时获得 生产许可证和注册证书，才能进入市场流通。
形式审查→召开专家评审会→获得注册证书
关于进口医疗器械的监督管理
入世后，在市场准入方面，进口医疗器械 应该和国产医疗器械享受同样的国民待遇。目 前，我国和欧美日等先进国家和地区在医疗器 械的市场准入方面尚未实现互认。

重点难点
（四）医用X线诊断装置与磁共 振成像设备
掌握医用X线机原理与组成； 理解数字X线摄影系统和数字减 影血管造影系统；了解CT扫描成 像系统、螺旋CT和超高速CT机等 计算机体层成像设备的基本原理、 结构与临床应用。理解磁共振的 基本原理；掌握磁共振系统的基 本组成与临床应用；了解磁共振 设备的安全使用。
2.掌握各类医疗器械基本组成及临床使用 特点。
3.了解各种医疗器械发展历程及发展方向。
培养目标
能力目标
进入医疗单位知 道 认识各种医疗 器械
了解各种医疗器 械原理，使用规 程，懂得各种医 疗设备检查适应 症 检查前准备工 作及检查结果解 读。
培养目标
素质目标
认真、科学、严 培养 谨、求实的工作
作风

重点难点
MRI
重点难点
（五）核医学成像与治疗设备 了解放射性核素成像原理；
理解r照相机、单光子发射型计 算机断层设备和正电子发射型 计算机断层设备；了解医用电 子直线加速器、r刀等治疗装置。
重点难点
（六）生物电测量仪器 理解生物电的产生及生物电信号测量的
基本原理；了解心脏电传导系统、心电导联 与心电图；了解心电图机的组成、原理及临 床应用；了解心电图机中的抗干扰技术；理 解数字心电图机的优势。了解脑电图机、肌 电图机、眼电图机的组成、原理及临床应用。 了解电子血压计的测量原理与组成；了解心 音图仪的原理、组成及临床应用；了解多道 生理记录仪的组成、原理及临床应用。
重点难点
（七）生命指征监护仪器 了解监护仪的作用、分类；
了解心电床边监护仪的原理、 组成及临床应用；了解多生理 参数床边监护仪与中央监护仪 的原理、组成及临床应用；了 解动态心电监护仪与心电图无 线遥测监护仪的原理、组成及 临床应用；了解除颤监护仪、 麻醉深度监护仪的原理、组成 及临床应用；

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迪沃图
CR与DR
• DR(Digital Radiography)
– 数字放射照相术：X线照射到薄膜晶体管屏后，直接将X线的光信 号转换为电信号。
• CR（Computed Radiography)
– 计算机放射照相术：稀土元素制成的晶体板吸收照射到板上的X 线的光信号，通过激光扫描读出板上的潜影后，通过光电转换变 为电信号。
MRI片
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迪沃图
核医学成像
• ECT：
• 核医学发射型计算机断层。 SPECT －单光
子发射型计算机体层，引入一种放射性微 量物质（如131I）进入被检 器官，其释放 出r射线，在体外进行扫描探测建立层面图 像。
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迪沃图
ECT
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石、积水，膀胱、前列腺病变，某些炎症、畸形等；
• 脊柱、四肢：骨折，外伤，骨质增生，椎间盘病变，椎管狭窄，肿瘤，结核
等；
• 骨骼、血管三维重建成像；各部位的MPR、MIP成像等； • CTA（CT血管成像）：大动脉炎，动脉硬化闭塞症，主动脉瘤及夹层等； • 甲状腺疾病：甲状腺腺瘤、甲状腺腺癌等； • 其他：眼科及眼眶肿瘤，外伤；副鼻窦炎、鼻息肉、肿瘤、囊肿、外伤等。
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迪沃图
ECT图像
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迪沃图
PET
• 处于核素显像技术前沿的一种新技术，被认为是“在核医学史上奠定
了一个划时代的里程碑”。
• 用Ｃ、Ｎ、Ｏ等参与人体的生理生化过程元素，引入体内产生正电子，
体外探测建立的图像。

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气相色谱分析技术原理 恒流载气通过色谱柱，气体样本注入载气通过色谱柱时， 由于色谱柱内的固定相与不同气体分子的粘滞力不同，相似 者相容，黏滞力强，流过速度慢，反之流过速度快。这样混 合气体中的不同成分被分离，分别先后通过检测器进行定量 分析。
2020/4/24
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这种技术反应时间快。 但不能检测生理气体， 只能检测一种麻醉气 体。
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（五）光干涉分析技术
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第三节 医学气体监测的影响因素
医学气体监测可以及时发现麻醉临床气体管理方面的误差，具有 良好的预警作用。然而许多因素的干扰会严重影响测量准确度，可能 误导医生做出错误的判断和处置。
气相色谱分析技术
气相色谱通用性好，可以检测各种与麻醉相关的气体。但该方法分 析速度慢，不同理化性质的气体不能同时测定，难以满足临床监测连 续快速的要求。
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（二）质谱分析技术
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与四级质谱不同 的是利用磁场改 变气体离子的运 行轨道，设置多 个靶电极，可以 同时鉴别并检测 多种已知气体的 成分。
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第一节 气体的采集
1、麻醉气体监测仪都以呼末气体为监测对象
（1）不同部位的气体检测结果具有不同的临床意义； 麻醉回路
（2）呼末气体和肺泡气体最能反映患者生
传感器
理状态和麻醉管理水平。
传输电缆
2、气体采集方法
气体监测仪
（1）主流式（mainstream）
（2）旁流式(sidestream)
极谱电极测氧仪的反应时间也比较慢，也不能实时监测呼吸气体。